1.1. Das Unternehmen Norddeutsche Affinerie
Die Norddeutsche Affinerie AG (NA) ist ein im MDax börsennotiertes Unternehmen, das in einem integrierten Hüttenbetrieb vor allem Kupfer aus Kupfererz-konzentraten, Altkupfer und Recyclingstoffen gewinnt und in eigenen Anlagen zu Halbfertigwaren wie Draht und Stranggussprodukten weiterverarbeitet. Zu den Hauptprodukten zählen außerdem Schwefelsäure und Eisensilikat. Daneben werden Edelmetalle, Blei, Nickel, Selen, Tellur, Antimon und Wismut in elementarer Form oder als Salze ausgebracht.
Das 1866 in Hamburg gegründete Unternehmen, eine der ältesten Aktien-gesellschaften Deutschlands, ist heute der größte Kupferproduzent Europas und zudem der weltgrößte Kupferrecycler. Er produziert jährlich ca. 800.000 Tonnen Kupfer und Kupferprodukte und zählt mit seinen rund 3.100 Mitarbeitern auch international zu den führenden Kupfererzeugern. Das Kerngeschäft ist mit einer Kapazität von 560.000 t pro Jahr die Gewinnung von Kupferkathoden aus Kupferkonzentraten, Altkupfer und Recyclingstoffen. Etwa 40 % dieser Menge stammen aus dem Recycling von Sekundärmaterialien. An die Kupfergewinnung schließt sich die Weiterverarbeitung zu Gießwalzdraht, Stranggussformaten, Walzprodukten und Kupferlegierungen an. Edelmetalle sind ebenfalls ein wichtiger Produktbereich. Als weitere Spezialprodukte erzeugt und vermarktet der NA-Konzern alle wichtigen Begleitelemente aus der Kupfererzeugung. Daraus werden u. a. Schwefelsäure und Eisensilikatgestein hergestellt. Die NA gehört dem Prime Standard-Segment der Deutschen Börse an und ist im MDAX gelistet.
1.1.1. Beschreibung des Verhüttungsprozesses in der Hamburger Sekundärhütte (RWN)
In der RWN verarbeitet die NA hauptsächlich komplexe sekundäre Rohstoffe. Dies sind im Wesentlichen kupfer-, edelmetall-, blei- und nickelhaltige Hüttenzwischen-produkte, Recyclingmaterialien und Abfälle, die weltweit eingekauft oder von der NA selbst produziert werden (siehe Abb. 1, Anhang)
Das Kernstück der Hütte war zunächst eine weltweit übliche Schachtofenanlage.
Diese wurde Anfang der 90er Jahre im Zuge eines integrierten Umweltschutz-konzeptes durch eine Elektroofenanlage ersetzt und damit eine deutliche Verbesserung des Umweltschutzes erzielt.
Im Elektroofen werden in Abhängigkeit von den zur Verfügung stehenden Vorstoffen in verschiedenen aufeinanderfolgenden Kampagnen Werkblei oder Schwarzkupfer als Metallphase sowie Kupfer- oder Kupferbleistein als sulfidische Phase produziert. Weitere Produkte des Elektroofens sind im Wesentlichen Flugstaub undEisensilikat.
Zur Sekundärhütte gehört die Steinkonverteranlage RWN, die Kupferbleistein bzw.
Mischungen aus Kupferstein und Schwarzkupfer aus der Elektroofenanlage verarbeitet und daraus ein Konverterkupfer zur Weiterverarbeitung in der Primärhütte gewinnt. Die dabei erzeugten bleireichen Konverterschlacken und Flugstäube sowie die kupferreichen Schlacken werden zur Gewinnung von Metallen wie Blei und Kupfer in den Elektroofen zurückgeführt.
Der Transport der schmelzflüssigen Phasen aus dem E-Ofen zur Konverterhalle erfolgt in Stahlgusskübeln zunächst gleisgebunden und, innerhalb des Kran-bereiches, mit Hilfe der vorhandenen Laufkrane.
1.1.2. Beschreibung des vom Projekt umfassten Anlagenteils
Warmhalteofen und Steinkonverter befinden sich in einer ca. 80 m langen Halle, durch deren gesamte Länge sowie über den angrenzenden Zwischenproduktplatz vor Realisierung des geförderten Projekts eine Kranbahn führte, auf der Laufkrane arbeiteten. Die Halle besitzt über die gesamte Länge einen Dachreiter.
Die Steinkonverteranlage besteht heute aus einem Trommel-Warmhalteofen und einem Steinkonverter vom Typ Peirce-Smith, der chargenweise arbeitet. Der Warmhalteofen hat die Aufgabe, den kontinuierlich im E-Ofen produzierten Stein während der Laufzeit der Konvertercharge zu sammeln und warmzuhalten.
Weiterhin erfolgt im Bereich der Steinkonverteranlage die erforderliche Trennung und das Gießen der wertmetallhaltigen schmelzflüssigen Phasen aus dem Elektroofen, soweit diese nicht im Steinkonverter verarbeitet werden.
Die dazu notwendigen Umfüll- und Gießprozesse erfolgen zum einen über ein abgesaugtes Gießkarussell (Kupferbleistein bzw. Konverterschlacke II zur Weiterverarbeitung im E-Ofen) oder aber in der Konverterhalle in speziellen Pfannen und Formen, die je nach Kampagne in unterschiedlicher Anzahl und Ausführung aufgebaut werden. Nach dem Erstarren einzelner Phasen erfolgt mittels Hallenkran die Abtrennung der festen Bestandteile und das weitere Vergießen der verbleibenden schmelzflüssigen Phase.
Auf dem an die Konverterhalle angrenzenden Platz erfolgen die Zwischenlagerung und der Umschlag der vergossenen wertmetallhaltigen Produkte aus Stein-konverter und E-Ofen sowie des Kübelausbruchs aus den Transportkübeln. Nach ausreichender Abkühlung werden die Materialien zur Weiterverarbeitung zum Elektroofen bzw. zu anderen Betrieben der NA transportiert.
1.2. Emissionssituation vor Vorhabensbeginn
Mit der Stilllegung der Schachtofenhütte und der Überführung der Produktion in den neu errichteten Elektroofen in den frühen 90er Jahren wurde der Stand der Technik für die Verarbeitung NE - metallhaltiger Sekundärmaterialien weiter-entwickelt und ein wesentlicher Beitrag zur Verbesserung der Emissionssituation der RWN geleistet. Darüber hinaus konnten am Elektroofen durch Installation umfangreicher Nebenhaubenfilteranlagen zusätzliche Verbesserungen erzielt werden. Der Schwerpunkt der restlichen Schwermetall-Emissionen der RWN verlagerte sich seit diesem Zeitpunkt in den Bereich der Steinkonverteranlage Nord.
Die Prozessabgase des Steinkonverters werden - wie weltweit üblich - über eine Haube abgesaugt und anschließend gereinigt. Mit dieser Standard - Technologie wurden die beim Ein- und Ausgießen schmelzflüssiger Materialien auftretenden diffusen Emissionen nur ungenügend erfasst. Ähnliche Verhältnisse bestanden am Warmhalteofen.
Die mit den Umfüll- und Gießvorgängen in der Konverterhalle verbundenen Emissionen konnten nur teilweise aufgefangen werden. Die nicht erfassten Emissionen haben Auswirkungen auf die Arbeitsplätze und treten aufgrund der Thermik-Strömung über die Dachreiter aus der Halle aus. Diese diffusen Emissionen haben maßgeblichen Einfluss auf die Immissionssituation im Nahbereich der Sekundärhütte.
Eine Erweiterung der vorhandenen Hauben bzw. die Installation von Nebenhauben war aufgrund des für diese Anlagen üblichen Kranbetriebs nicht möglich. Die Errichtung weiterer lokaler Absaugungen, z. B. an den Gießpfannen und Formen, hätte - ebenfalls wegen des Kranbetriebes (Gießen und Phasentrennen) - nur zu einer geringfügigen Verminderung lokaler Emissionen geführt, ohne das Gesamtproblem lösen zu können.
Die Absaugung der gesamten Halle ist wegen der Hallengröße technisch und ökologisch nicht sinnvoll, da große Abluftvolumina zu bewältigen wären. Damit verbunden ist ein hoher Energieverbrauch und eine sich trotz sehr geringer Staubkonzentrationen im gereinigten Nebenhaubenabgas ergebenden relevanten Emissionsfracht. Dies stünde im krassen Widerspruch zu der umweltpolitischen Zielsetzung, Energie - Einsatz und CO2 – Emissionen zu vermindern. Außerdem wäre kaum eine Verbesserung der Arbeitsplatzsituation in der Halle zu erwarten gewesen.
Darüber hinaus traten auf dem Zwischenproduktplatz beim Umschlagen der festen Materialien diffuse Staubemissionen, insbesondere bei Windeinwirkung, auf, die nicht wirksam verhindert werden konnten.
1.3. Zielsetzung des Vorhabens
Ziel der nachfolgend beschriebenen Maßnahme war es, die verbliebenen diffusen Emissionen der Steinkonverteranlage der RWN deutlich zu verringern und damit die Immissionssituation im Nahbereich der Hütte zu verbessern.
Die diffusen Emissionen aus dem Betrieb von Warmhalteofen und Konverter sowie beim Gießen flüssiger Zwischenprodukte zur Phasentrennung sollten weitestgehend erfasst und in einem Nebenhaubenfiltersystem entstaubt werden.
Die Emissionen aus dem Umschlag fester Stoffe sollten durch eine Einhausung zurückgehalten werden.
Mit den zur Förderung beantragten Maßnahmen wurde angestrebt, diese diffusen Emissionen bei Staub, Arsen, Kupfer, Blei und Cadmium um 60% bis 70 % zu vermindern. Diesen Angaben berücksichtigten bereits die zusätzlichen gerichteten Emissionen, die durch den Betrieb der erweiterten Filterkapazität für die Reinigung der Nebenhaubenabluft zu erwarten waren. Wir gingen davon aus, dass nach Durchführung der beschriebenen Maßnahmen die von der EU-Kommission vorgeschlagenen „Assessment thresholds“ für Arsen und Cadmium (4.
Tochterrichtlinie zur Luftqualitätsrichtlinie) an der nahegelegenen Immissionsmessstelle auf Kaltehofe erreicht werden können.
Abfall bzw. Abwasser sollten durch die geplanten Maßnahmen nicht entstehen, da die abgeschiedenen Flugstäube innerhalb der RWN zur Gewinnung der darin enthaltenen Metalle verarbeitet werden können.